молібден, залізо та сірка, і білка, який містить залізо та сірку. Як сам фермент, так і процес азотфіксації є дуже чутливими до молекулярного кисню. Для фіксації азоту необхідні енергія та відновлювальні еквіваленти, які можуть бути одержані в процесі фотосинтезу, дихання чи бродіння.

У багатьох бактерій нітрогеназа утворюється тільки , тодіколи вона необхідна, тобто за відсутності джерела зв’язаного . азІотуни амонію пригнічують синтез нітрогенази.

Перетворення аміаку (амонію) на нітрат – нітрифікація – здійснюється нітрифікуючими бактеріями. Проте немає таких бактерій, які б перетворювали аміак безпосередньо в нітрат. В його окисненні завжди беруть участь дві групи бактерій: одні окиснюють аміак, утворюючи нітрит, інші окиснюють нітрит у нітрат.

кальцію, магнію та фосфорної кислоти). Тому в нітрифікаторах убачають важливий фактор підвищення родючості грунтів. Але нині ця думка змінилася. Виявилося, що іони амонію затримуються в грунті значно довше і краще нітрату, який легко вимивається. У зв’язку з цим з’явилася тенденція до обмеження нітрифікації в грунтах сільськогосподарських угідь. Вишукуються речовини, які здатні специфічно пригнічувати ріст нітрифікуючих бактерій і стати “стабілізаторами” грунтового азоту.

Слід враховувати, що ріст і метаболізм автотрофних нітрифікаторів проходить нормально лише за рН 7–8. Діапазон рН, в якому відбувається повна нітрифікація від аміаку до нітрату, є дуже вузьким, оскільки і аміак (за високих значень рН), і азотна кислота (за низьких значень рН) спричиняють токсичний вплив на Nitrobacter.

115

Нітрифікуючі бактерії опосередковано беруть участь у руйнуванні різних споруд, для яких будівельним матеріалом є вапно та цемент. Це пов’язано з тим, що нітрифікатори окиснюють аміак, який є в атмосфері та екскрементах тварин, до азотної кислоти.

Кругообіг фосфору. У біосфері фосфор представлений майже винятково у вигляді фосфатів. У живих організмів фосфорна кислота існує у формі ефірів. Після відмирання клітин ці ефіри швидко розкладаються, що супроводжується

(апатити, комплекси з важкими металами). У багатьох місцях фосфат з добрив потрапляє у проточні водойми. Оскільки концентрація іонів заліза, кальцію та алюмінію в водоймах є невисокою, фосфат залишається у розчинній формі, що супроводжується евтрофізацією водойм, особливо сприятливою для розвитку

Фосфор та азот як фактори, лімітувальні продукцію біомаси.

Елементами, що обмежують ріст рослин і тим самим продукцію біомаси як на суші, так і в океанах, є фосфор та азот. За даними табл. 15.1 можна розрахувати, скільки біомаси може бути синтезовано з елементів, які містяться в 1 м3 морської води. З 28 г вуглецю може утворитися 60 – 100 г біомаси, з 0,3 г азоту – 6, а з 0,03 г фосфору – лише 5 г. Отже, продукцію біомаси лімітують в основному фосфати. У морській воді навіть азотфіксувальні організми– ціанобактерії – не мають селективної переваги перед іншими.

116

Завдання на виконання

1. Розглянути чашки з середовищем Гетчинсона(лабораторна робота №14). Навкруги зразків грунту на чашці розвиваються колонії

3. Зі зразків грунту одержати накопичувальну культуруанаеробних амоніфікаторів. Для виявлення анаеробних амоніфікаторів використовують м’ясний бульйон з добавленням 2 % пептону. Середовище наливають високим шаром у великі пробірки, щільно закривають пробками і стерилізують. Пробірки з середовищем засівають шматочком грунту, під пробку підвішуюють смужку червоного лакмусового паперу(для виявлення аміаку) і смужку фільтрувального паперу, змоченого 10 %-ним розчином оцтовокислого свинцю (для виявлення сірководню). Пробірки інкубують при 25−28 °С упродовж 3−5 діб.

Контрольні запитання

1.Охарактеризуйте виділені Вами мікроорганізми-деструктори целюлози.

2.Назвіть бактерії, які беруть участь у кругообігу азоту в природі.

3.Охарактеризуйте процес денітрифікації.

4.Яка роль процесів денітрифікації у природі?

5.У чому полягає суть процесу нітрифікації? Які бактерії беруть участь у нітрифікації?

6.Яка роль процесів нітрифікації у природі?

7.Охарактеризуйте азотфіксувальні бактерії.

8.Як відбувається кругообіг фосфору у природі?

117

азотфіксувальних бактерій?

Лабораторна робота № 16

УЧАСТЬ МІКРООРГАНІЗМІВ У ПЕРЕТВОРЕННІ РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ У ПРИРОДІ (підсумкове заняття) ( 4 год.)

Мета роботи: проаналізувати результати роботи з одержання накопичувальних культур денітрифікаторів, амоніфікаторів та азотфіксаторів, охарактеризувати властивості одержаних накопичувальних куль (лабораторні роботи № 14–16).

Матеріали та обладнання: реактив Несслера, розчин Люголя, мікроскоп, предметні та накривні скельця, спиртівки, бактеріологічні петлі, піпетки.

Завдання на виконання

1. Розглянути пробірки з середовищем Гільтая(лабораторна робота №15). Розвиток анаеробних денітрифікаторів супроводжується помутнінням

нітратів і нітритів з середовища за якісною реакцієюз дифеніламіном і за

дифеніламіну, і після його розчинення −1 краплю досліджуваної рідини. За наявності азотної кислоти рідина забарвлюється у темно-синій .колірДля виявлення аміаку до кількох крапель середовища добавляють краплю реактива Несслера. За присутності слідових кількостей аміаку рідина набуває жовтого кольору, а за вищої концентрації – утворюється коричневий осад.

Провести якісну реакцію на аміак(з реактивом Несслера). Приготувати препарат “роздавлена крапля”, розглянути під мікроскопом, визначити морфологічні особливості бактерій. Замалювати.

2. Розглянути пробірки з амоніфікаторами(лабораторна робота № 15).

Описати якісну реакцію на присутність продуктів амоніфікації: амонію (посиніння лакмусового папірця) та сірководню (почорніння індикаторного

118